Hukum Pencahayaan

Hukum Kuadrat Terbalik Pencahayaan

Hukum ini menyatakan bahwa pencahayaan (E) pada titik mana pun di bidang yang tegak lurus terhadap garis yang menghubungkan titik tersebut dengan sumber adalah berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara sumber dan bidang.

Di mana, I adalah intensitas cahaya dalam arah tertentu.

Misalkan ada sumber dengan intensitas cahaya I dalam arah tertentu. Dari sumber ini, dua jarak diambil sebagai jari-jari dengan sumber tersebut sebagai pusat.

Seperti pada gambar di atas, kedua jari-jarinya adalah r1 dan r2. Pada jarak r1, dA1 adalah luas permukaan elementer yang diambil. Dalam arah dA1, dA2 dipertimbangkan pada jarak r2.
dA1 dan dA2 berada dalam sudut padu Ω yang sama dengan fluks cahaya Φ yang sama.
Luas dA1 pada r1 menerima jumlah fluks cahaya yang sama seperti luas dA2 pada r2 karena sudut padu yang sama.

Sudut padu untuk kedua permukaan elementer

Pencahayaan pada jarak

Pencahayaan pada jarak

Sekarang, dari persamaan (i) kita mendapatkan,

Sekarang dalam persamaan (iii),

Ini menunjukkan hubungan hukum kuadrat terbalik yang dikenal untuk sumber titik.
Dapat dilihat bahwa pencahayaan bervariasi secara terbalik dengan kuadrat jarak titik yang diterangi dari sumber.
Jika sumber cahaya bukan sumber titik, maka kita dapat menganggap sumber besar ini sebagai penjumlahan dari banyak sumber titik.
Hubungan ini dapat diterapkan pada semua sumber cahaya.

Hukum Kosinus Pencahayaan

Hukum ini menyatakan bahwa pencahayaan pada titik di bidang proporsional dengan kosinus sudut insiden cahaya (sudut antara arah cahaya insiden dan normal ke bidang).

Ini adalah persamaan pencahayaan sumber titik.
Di mana, Iθ adalah intensitas cahaya sumber dalam arah titik yang diterangi, Ɵ adalah sudut antara normal ke bidang yang memuat titik yang diterangi dan garis yang menghubungkan sumber ke titik yang diterangi, dan d adalah jarak ke titik yang diterangi.

Namun, untuk sumber non-titik, hukum kosinus pencahayaan dapat dianalisis dalam hal fluks cahaya daripada intensitas cahaya.
Pencahayaan atau densitas fluks cahaya yang diterima oleh area elementer bervariasi dengan jarak dari sumber cahaya dan sudut area elementer terhadap arah fluks cahaya.
Pencahayaan maksimum terjadi ketika elemen area menerima fluks cahaya normal ke permukaannya.
Ketika elemen area condong terhadap arah fluks cahaya, pencahayaan atau densitas fluks pada permukaan elementer berkurang. Hal ini dapat dipikirkan dalam dua cara.

1. Area elementer (δA) yang condong tidak dapat menangkap seluruh fluks cahaya yang sebelumnya diterima sehingga pencahayaan turun.

2. Jika area elementer (δA) bertambah, pencahayaan

   

   turun.

Untuk kasus (1) ketika elemen δA condong dengan sudut Ɵ, jumlah fluks yang ditangkap δA diberikan oleh

Jadi, fluks yang diterima oleh δA berkurang sebesar faktor cosƟ.
Sekarang pencahayaan di δA adalah

Untuk kasus (2) jika semua fluks yang ditangkap oleh elemen yang lebih besar δA’:

Jadi, pencahayaan menjadi

Kedua pendekatan kasus ini menghasilkan

Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran hak cipta silakan hubungi untuk dihapus.